Analogowy termostat na LM358

Potrzebowałem prostego sterownika pompy do kolektora słonecznego. Postanowiłem użyć do tego celu popularnego wzmacniacza operacyjnego LM358, który pełni w tym układzie funkcję komparatora. Jako czujnik temperatury został wykorzystany termistor 10K.
Temperaturę ustawia się za pomocą potencjometru 10K i można ją ustawić w dość szerokim zakresie temperatur. Wzmacniacz operacyjny działa w tym układzie jako komparator, a więc sygnał analogowy zostaje zamieniony na cyfrowy i ma postać zera lub jedynki. Wyjście wzmacniacza operacyjnego steruje tranzystorem BC547B, który z kolei steruje cewką przekaźnika, a ta steruje pompą wodną zasilaną napięciem z sieci 230V, 50Hz.

Przygotowana płytka z opisem do montażu podzespołów elektronicznych

W układzie została wykorzystana tylko jedna część wzmacniacza operacyjnego LM358, a zatem na jednym takim układzie można zrobić dwa niezależne termostaty. Temperaturę jaką można ustawić w tym przypadku wynosi od ok. 0*C do 60*C można na nią wpłynąć zmieniając rezystor R3. Za histerezę w tym układzie odpowiada rezystor R1. Układ zasilany jest napięciem stałym 12V. Rezystor R7 służy do zmiany czułości potencjometra. Warto jeszcze zwrócić uwagę na rezystor oznaczony na schemacie jako R6 jego brak spowoduje błędne działanie układu przy wysokich temperaturach - termistor pod wpływem zwiększania się temperatury zmniejsza swoją rezystancję, co w skrajnych przypadkach (podczas dużej temperatury) może spowodować obniżenie oporu do takiej wartości, że prąd przepływający przez termistor zacznie go grzać. A to spowoduje niekończące załączenie się przekaźnika. Histereza ulega również zmianie po wymianie termistora na termistor o większej rezystancji np. 22K. Sam układ pobiera bardzo mały prąd ok. 5-10mA. Z powodu braku liniowości termistora ustawienie dokładnej temperatury może być bardzo trudne w skrajnych położeniach potencjometru.

Gotowy układ termostatu na wzmacniaczu operacyjnym LM358

Płytka ma trochę nietypowe wymiary ;) Jej długość to ok. 9cm, szerokość ok. 2cm. Płytka została podzielona na dwie strefy; pierwsza - po lewej stronie to logika - bezpieczne napięcie, natomiast przekaźnik, który ma odłączać napięcie prosto z sieci tj. 230V AC został umieszczony po prawej stronie. Mostek Gretza znajduje się na osobnej płytce, wraz z transformatorem. Sterownik na razie steruje pompą wodną o mocy AŻ 5W ;) Natomiast sam termistor został wsadzony w kawałek koszulki termokurczliwej i znajduje się w rurce z wodą na wyjściu z kolektora.

Projekt płytki w programie Eagle

Wykonanie tego układu nie powinno przekroczyć 5zł. Dla lepszej kontroli nad zadaną temperaturą można wykorzystać analogowy czujnik temperatury o symbol LM35 (odczyt temperatury jest liniowy), ale praktycznie cały schemat uległby zmianie.

Schemat:

Schemat prostego - analogowego termostatu

Części: rezystory: R1 - patrz schemat, 2x 220K, 2x 4,7K, 2,2K, 10K, 1K | termistor 10K | potencjometr 10K | kondensatory: 100nF, 220uF, 22uF | Wzmacniacz operacyjny LM358 | tranzystor BC547 | dioda LED | dioda prostownicza 1N4004 | przekaźnik - cewka 12V | potrójne gniazdo ARK

Pobierz:

Wzór ścieżek przygotowanych do naniesienia na płytkę PCB, opis, schemat.